JP4911062B2 - Pinion shaft - Google Patents

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0467Elements of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0479Gears or bearings on planet carriers

Description

本発明は、遊星歯車装置に使用されるピニオンシャフトに関する。   The present invention relates to a pinion shaft used in a planetary gear device.

例えば自動車の自動変速機に用いられる遊星歯車装置は、サンギヤ,リングギヤ,及びキャリヤを備えており、これらの回転要素は出力軸の周りに同心に配されている。また、サンギヤ及びリングギヤに噛み合うピニオンギヤが、キャリヤに固定されたピニオンシャフトに、軸受用ころを介して回転自在に支持されている。
このような遊星歯車装置に使用されるピニオンシャフトには、摺動部分に潤滑油を供給するための給油路が形成されていることが多い。すなわち、ピニオンシャフトには、中心部分から径方向外方に延び外周面の軸方向端部近傍に開口する第一径方向孔と、中心部分から径方向外方に延び外周面の軸方向略中央に開口する第二径方向孔と、ピニオンシャフトの中心部分に形成され軸方向に延びる軸方向孔と、の3つの孔が形成されており、2つの径方向孔が軸方向孔により連通されている。
For example, a planetary gear set used in an automatic transmission of an automobile includes a sun gear, a ring gear, and a carrier, and these rotating elements are arranged concentrically around an output shaft. Further, a pinion gear meshing with the sun gear and the ring gear is rotatably supported on a pinion shaft fixed to the carrier via bearing rollers.
The pinion shaft used in such a planetary gear device is often provided with an oil supply passage for supplying lubricating oil to the sliding portion. That is, the pinion shaft has a first radial hole extending radially outward from the central portion and opening in the vicinity of the axial end portion of the outer peripheral surface, and a substantially central axial direction of the outer peripheral surface extending radially outward from the central portion. Are formed in the central portion of the pinion shaft and extend in the axial direction. The two radial holes are communicated with each other by the axial hole. Yes.

そして、第一径方向孔の開口部に導入された潤滑油が、軸方向孔内を通って第二径方向孔に至り、外周面の軸方向略中央に位置する開口部から吐出されるようになっている。吐出された潤滑油は、ピニオンシャフトの外周面と軸受用ころとの間の潤滑に供される。
第一径方向孔,第二径方向孔,及び軸方向孔はドリル等の工具を用いて加工するが、軸方向孔を形成するためには、ピニオンシャフトの端面から加工を始め軸方向に掘り進まざるを得ないため、どうしても端面に開口部が形成されることとなる。
The lubricating oil introduced into the opening of the first radial hole passes through the axial hole, reaches the second radial hole, and is discharged from the opening located substantially at the center in the axial direction of the outer peripheral surface. It has become. The discharged lubricating oil is used for lubrication between the outer peripheral surface of the pinion shaft and the bearing roller.
The first radial hole, the second radial hole, and the axial hole are machined using a tool such as a drill. To form the axial hole, machining is started from the end face of the pinion shaft in the axial direction. Since it must move forward, an opening is inevitably formed on the end face.

ところが、端面に開口部があると、軸方向孔内の潤滑油の一部が該開口部から漏出するので、外周面の軸方向略中央の開口部から吐出される潤滑油の量が少なくなってしまい、摺動部分の潤滑が不十分となるおそれがあった。そのため、端面の開口部は塞ぐ必要があるので、断面略U字状又は断面略コ字状の略お椀型の止め栓が圧入されていた。
一般に、この止め栓はSPCC材等の低炭素鋼で構成されているが、浸炭窒化処理や焼入れ等の熱処理により強度が高められているため、止め栓が開口部から抜けにくくなっている。すなわち、熱処理によって、止め栓が開口部から抜け落ちるのに要する力(以降は「抜け荷重」と記す)の向上が図られている。
特開平2−113155号公報
However, if there is an opening on the end surface, a part of the lubricating oil in the axial hole leaks out from the opening, so that the amount of lubricating oil discharged from the substantially central opening in the axial direction of the outer peripheral surface is reduced. As a result, the sliding portion may be insufficiently lubricated. Therefore, it is necessary to close the opening of the end face, and therefore a generally bowl-shaped stopper plug having a substantially U-shaped cross section or a substantially U-shaped cross section has been press-fitted.
In general, this stopper is made of low carbon steel such as SPCC material, but since the strength is increased by heat treatment such as carbonitriding or quenching, the stopper is not easily removed from the opening. That is, by heat treatment, the force required for the stopper plug to fall out from the opening (hereinafter referred to as “detaching load”) is improved.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-113155

しかしながら、止め栓の熱処理コストや管理コストが高いため、ピニオンシャフトの製造コストを押し上げる要因となっていた。また、ピニオンシャフトにおいては、止め栓の抜け荷重の安定化を図るために、止め栓が圧入される開口部の直径の公差が0.03mm未満に設定される場合が多いが、熱処理が施された止め栓は、前述のように公差を管理してもなお抜け荷重のバラツキが大きく、不良率が高かった。さらに、前述のように公差を管理するためには、加工工具の摩耗等を考慮して品質チェックの頻度を多くする必要があるとともに、加工工具の寿命も短くなるので、コストアップの要因となっている。
そこで、本発明は、上記のような従来技術が有する問題点を解決し、止め栓が抜け落ちにくく安価なピニオンシャフトを提供することを課題とする。
However, since the heat treatment cost and management cost of the stopcock are high, it has been a factor that pushes up the manufacturing cost of the pinion shaft. In addition, in pinion shafts, the tolerance of the diameter of the opening into which the stopper plug is press-fitted is often set to be less than 0.03 mm in order to stabilize the removal load of the stopper plug, but heat treatment is performed. As described above, the stopper plugs had a large variation in the unloading load and a high defect rate even when the tolerance was controlled. Furthermore, as described above, in order to manage tolerances, it is necessary to increase the frequency of quality checks in consideration of wear of the machining tool, etc., and the life of the machining tool is shortened, which causes an increase in cost. ing.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a pinion shaft that solves the above-described problems of the prior art and that is less likely to come off a stopper plug and is inexpensive.

上記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項1のピニオンシャフトは、遊星歯車装置に使用され、同心に配されたサンギヤ及びリングギヤに噛み合うピニオンギヤの中心孔に挿通されて前記ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオンシャフトであって、下記の4つの条件を満足することを特徴とする。
条件A:中心部分を軸方向に延びる中心孔が一端面に開口し、前記中心孔から分岐して径方向外方に延びる2つの分岐孔がそれぞれ外周面に開口している。
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration. That is, the pinion shaft according to claim 1 of the present invention is a pinion shaft that is used in a planetary gear device and is inserted through a central hole of a pinion gear that meshes with a sun gear and a ring gear that are concentrically arranged to rotatably support the pinion gear. Thus, the following four conditions are satisfied.
Condition A: A central hole extending in the axial direction in the central portion opens at one end face, and two branch holes branched from the central hole and extending radially outward open at the outer peripheral surface.

条件B:前記2つの分岐孔のうち一方は前記外周面の軸方向端部近傍に開口し、該開口部は前記中心孔内に潤滑油を導入する潤滑油導入口をなし、他方は前記外周面の軸方向略中央に開口し、該開口部は前記中心孔内の潤滑油を吐出する潤滑油吐出口をなす。
条件C:前記一端面に開口する前記中心孔の開口部は、断面略U字状又は断面略コ字状の略お椀型の止め栓が圧入されることにより塞がれている。
条件D:前記止め栓は、炭素の含有量が0.3質量%以下の鋼で構成されており、焼入れ硬化されておらず表面硬さHvが100以上300以下とされている。
Condition B: One of the two branch holes opens in the vicinity of the axial end of the outer peripheral surface, the opening forms a lubricating oil inlet for introducing lubricating oil into the central hole, and the other forms the outer periphery An opening is made in the approximate center of the surface in the axial direction, and the opening serves as a lubricant discharge port for discharging the lubricant in the center hole.
Condition C: The opening of the center hole that opens to the one end face is closed by press-fitting a generally bowl-shaped stopper plug having a substantially U-shaped section or a substantially U-shaped section.
Condition D: The stopper plug is made of steel having a carbon content of 0.3% by mass or less, is not quenched and hardened, and has a surface hardness Hv of 100 to 300.

本発明のピニオンシャフトは、焼入れ硬化されていない鋼で止め栓が構成されているので、抜け荷重のバラツキが小さく止め栓が抜け落ちにくい。また、止め栓に焼入れや浸炭窒化処理等の熱処理が不要であるため、本発明のピニオンシャフトは安価である。止め栓の表面硬さHvが100未満であると、圧入時に大きく塑性変形して、止め栓が破損したり抜け落ちたりするおそれがある。一方、表面硬さHvを300超過とするためには、焼入れや浸炭窒化処理等の熱処理が必要となるため、抜け荷重のバラツキが大きくなり、不良率が高くなるおそれがある。また、止め栓の熱処理コストや管理コストが高くなるため、ピニオンシャフトが高価となるおそれがある。   In the pinion shaft of the present invention, since the stopper plug is made of steel that has not been hardened by hardening, the variation in the unloading load is small and the stopper plug is difficult to come off. In addition, since the stop plug does not require heat treatment such as quenching or carbonitriding, the pinion shaft of the present invention is inexpensive. If the surface hardness Hv of the stopper plug is less than 100, there is a risk that the stopper stopper may be damaged or fall off due to significant plastic deformation during press-fitting. On the other hand, in order to make the surface hardness Hv more than 300, heat treatment such as quenching or carbonitriding is necessary, so that the variation in the unloading load increases and the defect rate may increase. Moreover, since the heat treatment cost and management cost of the stopper plug are increased, the pinion shaft may be expensive.

また、止め栓は、鋼板のプレス成形により製造される場合が多いが、鋼中の炭素の含有量が0.3質量%超過であると成形性が不十分となり、成形時にクラックや割れが生じるおそれがある。
また、本発明に係る請求項2のピニオンシャフトは、請求項1に記載のピニオンシャフトにおいて、前記中心孔の開口部の直径の公差が0.03mm以上0.1mm以下であることを特徴とする。
In addition, the stopper plug is often manufactured by press forming of a steel plate, but if the carbon content in the steel exceeds 0.3% by mass, formability becomes insufficient, and cracks and cracks occur during forming. There is a fear.
The pinion shaft of claim 2 according to the present invention is characterized in that, in the pinion shaft of claim 1, the diameter tolerance of the opening of the center hole is 0.03 mm or more and 0.1 mm or less. .

従来のピニオンシャフトにおいては、止め栓の抜け荷重の安定化を図るために、止め栓が圧入される開口部の直径の公差は0.03mm未満に設定される場合が多いが、本発明のピニオンシャフトは、焼入れ硬化されていない鋼で止め栓が構成されているので、前記公差が大きくても、抜け荷重のバラツキが小さく止め栓が抜け落ちにくい。また、前記公差が大きいことから、中心孔を加工する際の品質管理が容易であるため、ピニオンシャフトの生産性が高く安価に製造することができる。   In conventional pinion shafts, the tolerance of the diameter of the opening into which the stopper plug is press-fitted is often set to be less than 0.03 mm in order to stabilize the pull-out load of the stopper plug. Since the shaft has a stopper plug made of steel that has not been hardened by hardening, even if the tolerance is large, the variation in the unloading load is small and the stopper plug does not easily fall off. In addition, since the tolerance is large, quality control when processing the center hole is easy, so that the productivity of the pinion shaft is high and can be manufactured at low cost.

前記公差が0.03mm未満である場合は、中心孔を加工する際に品質チェックの頻度を多くする必要があるため、生産性が低下しコストアップとなる。一方、前記公差が0.1mm超過である場合は、抜け荷重が不十分となって不良率が高くなるおそれがあるとともに、前記公差をこれ以上大きくしても品質チェックの頻度は少なくならず、コストダウンに寄与しない。   If the tolerance is less than 0.03 mm, it is necessary to increase the frequency of quality checks when machining the center hole, resulting in a decrease in productivity and an increase in cost. On the other hand, if the tolerance is more than 0.1 mm, there is a risk that the dropout load is insufficient and the defect rate is increased, and even if the tolerance is further increased, the frequency of quality check is not reduced, Does not contribute to cost reduction.

本発明のピニオンシャフトは、止め栓が抜け落ちにくく安価である。   The pinion shaft of the present invention is inexpensive because it is difficult for the stopper plug to come off.

本発明に係るピニオンシャフトの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示す遊星歯車装置は、図示しない軸が挿通されたサンギヤ1と、該サンギヤ1と同心に配されたリングギヤ2と、サンギヤ1及びリングギヤ2に噛み合う1個以上(図1においては3個)のピニオンギヤ3と、サンギヤ1及びリングギヤ2と同心に配されピニオンギヤ3を回転自在に支持するキャリヤ4と、を備えている。   An embodiment of a pinion shaft according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 includes a sun gear 1 through which a shaft (not shown) is inserted, a ring gear 2 arranged concentrically with the sun gear 1, and one or more meshing with the sun gear 1 and the ring gear 2 (three in FIG. 1). ) And a carrier 4 that is arranged concentrically with the sun gear 1 and the ring gear 2 and rotatably supports the pinion gear 3.

ピニオンギヤ3に形成された中心孔3aには、かしめ等の慣用の固着手段によりキャリヤ4に固定されたピニオンシャフト5が挿通されており、また、ピニオンシャフト5の外周面とピニオンギヤ3の中心孔3aの内周面との間には図示されない複数の針状ころが配されていて、これによりピニオンギヤ3はピニオンシャフト5を軸として回転自在とされている。   A pinion shaft 5 fixed to the carrier 4 by conventional fixing means such as caulking is inserted into the center hole 3a formed in the pinion gear 3, and the outer peripheral surface of the pinion shaft 5 and the center hole 3a of the pinion gear 3 are inserted. A plurality of needle rollers (not shown) are arranged between the inner peripheral surface and the pinion gear 3 so as to be rotatable about the pinion shaft 5.

次に、図2を参照しながら、ピニオンシャフト5について詳細に説明する。このピニオンシャフト5は、高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)等の鋼材で構成されている。ただし、鋼材の種類はSUJ2に限定されるものではなく、SUJ3等の他種の軸受鋼や、SCM420等の肌焼材や、SK5等の高周波焼入れ材を用いてもよい。そして、このピニオンシャフト5は浸炭処理又は浸炭窒化処理と焼鈍しとが施されており、それに続いて、ピニオンシャフト5の外周面5bのうち転走面のみに高周波焼入れが施されている。この高周波焼入れにより、転走面には表面硬化層が形成されている。   Next, the pinion shaft 5 will be described in detail with reference to FIG. The pinion shaft 5 is made of a steel material such as high carbon chromium bearing steel (SUJ2). However, the type of steel material is not limited to SUJ2, and other types of bearing steel such as SUJ3, case-hardened materials such as SCM420, and induction-hardened materials such as SK5 may be used. The pinion shaft 5 is subjected to carburizing or carbonitriding and annealing, and subsequently, only the rolling surface of the outer peripheral surface 5b of the pinion shaft 5 is subjected to induction hardening. By this induction hardening, a surface hardened layer is formed on the rolling surface.

さらに、このピニオンシャフト5には、摺動部分(転走面)に潤滑油を供給するための給油路10が設けてある。給油路10は、ピニオンシャフト5の径方向中心部分を軸方向に延び軸方向両端面5aのうち一方のみに開口する中心孔11と、中心孔11から分岐して径方向中心部分から径方向外方に延びピニオンシャフト5の外周面5bに開口する2つの分岐孔12,13と、からなる。   Further, the pinion shaft 5 is provided with an oil supply passage 10 for supplying lubricating oil to the sliding portion (rolling surface). The oil supply passage 10 includes a center hole 11 that extends in the axial direction at the radial center portion of the pinion shaft 5 and opens at only one of the axial end faces 5a, branches from the center hole 11, and is radially outward from the radial center portion. It consists of two branch holes 12 and 13 which extend in the direction and open to the outer peripheral surface 5b of the pinion shaft 5.

外周面5bの軸方向略中央に開口する分岐孔12と、外周面5bの軸方向端部近傍に開口する分岐孔13とは、中心孔11により連通されている。そして、分岐孔13の開口部13aから導入された潤滑油が、中心孔11内を通って分岐孔12に至り、外周面5bの軸方向略中央に位置する開口部12aから吐出されるようになっている。吐出された潤滑油は、摺動するピニオンシャフト5の外周面5bと前記針状ころとの間の潤滑に供される。すなわち、分岐孔13の開口部13aは、中心孔11内に潤滑油を導入する潤滑油導入口として機能し、分岐孔12の開口部12aは、中心孔11内の潤滑油を吐出する潤滑油吐出口として機能する。   The branch hole 12 that opens to the approximate center in the axial direction of the outer peripheral surface 5 b and the branch hole 13 that opens near the end portion in the axial direction of the outer peripheral surface 5 b communicate with each other through the center hole 11. The lubricating oil introduced from the opening 13a of the branch hole 13 passes through the center hole 11 to reach the branch hole 12, and is discharged from the opening 12a located substantially in the center in the axial direction of the outer peripheral surface 5b. It has become. The discharged lubricating oil is used for lubrication between the outer peripheral surface 5b of the sliding pinion shaft 5 and the needle rollers. That is, the opening 13 a of the branch hole 13 functions as a lubricant introduction port for introducing the lubricant into the center hole 11, and the opening 12 a of the branch hole 12 is a lubricant that discharges the lubricant in the center hole 11. Functions as a discharge port.

中心孔11及び分岐孔12,13は、ドリル等を用いた加工により形成されるが、中心孔11を形成するためには、ピニオンシャフト5の端面5aから加工を始め軸方向に掘り進まざるを得ないため、どうしても端面5aに開口部11aが形成されることとなる。ところが、中心孔11に開口部11aがあると、中心孔11内の潤滑油の一部が開口部11aから漏出するので、外周面5bの開口部12aから吐出される潤滑油の量が少なくなってしまい、摺動部分の潤滑が不十分となるおそれがあった。そのため、端面5aの開口部11aは、通常は、止め栓20を圧入することにより塞がれている。   The center hole 11 and the branch holes 12 and 13 are formed by machining using a drill or the like, but in order to form the center hole 11, machining starts from the end surface 5 a of the pinion shaft 5 and digs in the axial direction. Since it cannot obtain, the opening part 11a will be formed in the end surface 5a by all means. However, if there is an opening 11a in the center hole 11, a part of the lubricating oil in the center hole 11 leaks from the opening 11a, so that the amount of lubricating oil discharged from the opening 12a of the outer peripheral surface 5b decreases. As a result, the sliding portion may be insufficiently lubricated. Therefore, the opening part 11a of the end surface 5a is normally closed by press-fitting the stopper plug 20.

この止め栓20は、断面略U字状の略お椀型をなしており、その凸側を中心孔11に向けて開口部11aに圧入されている。また、止め栓20は、炭素の含有量が0.3質量%以下の鋼板からプレス成形等の成形法により製造されたものであり、焼入れ硬化されておらず表面硬さHvが100以上300以下とされている。
焼入れ硬化されていない鋼で止め栓20が構成されているので、抜け荷重のバラツキが小さく止め栓20が開口部11aから抜け落ちにくい。また、止め栓20に焼入れや浸炭窒化処理等の熱処理が不要であるため、ピニオンシャフト5は安価である。このようなピニオンシャフト5を備える本実施形態の遊星歯車装置は、自動車の自動変速機に好適に用いることができる。
The stopper plug 20 has a substantially bowl shape with a substantially U-shaped cross section, and is press-fitted into the opening 11 a with its convex side facing the center hole 11. Further, the stopper plug 20 is manufactured from a steel sheet having a carbon content of 0.3% by mass or less by a molding method such as press molding, and is not quenched and hardened and has a surface hardness Hv of 100 or more and 300 or less. It is said that.
Since the stopper plug 20 is made of steel that has not been hardened, the variation in the removal load is small, and the stopper plug 20 is unlikely to fall out of the opening 11a. In addition, the pinion shaft 5 is inexpensive because the stop plug 20 does not require heat treatment such as quenching or carbonitriding. The planetary gear device of this embodiment including such a pinion shaft 5 can be suitably used for an automatic transmission of an automobile.

なお、本実施形態においては、止め栓20の形状は断面略U字状の略お椀型であったが、断面略コ字状の略お椀型でもよい。また、中心孔11の開口部11aは、潤滑油導入口である開口部13aに近い方の軸方向端面5aに開口していたが、潤滑油吐出口である開口部12aに近い方の軸方向端面に開口していてもよい。
さらに、中心孔11の開口部11aの直径は特に限定されるものではないが、基準寸法は通常3mm以上12mm以下である。さらに、中心孔11の開口部11aの直径の公差は特に限定されるものではないが、0.03mm以上0.1mm以下であることが好ましい。
In the present embodiment, the stopper plug 20 has a substantially bowl shape with a substantially U-shaped cross section, but may have a substantially bowl shape with a substantially U-shaped cross section. Moreover, although the opening part 11a of the center hole 11 opened to the axial direction end surface 5a nearer to the opening part 13a that is the lubricating oil introduction port, the axial direction closer to the opening part 12a that is the lubricating oil discharge port You may open to an end surface.
Furthermore, the diameter of the opening 11a of the center hole 11 is not particularly limited, but the reference dimension is usually 3 mm or more and 12 mm or less. Furthermore, the tolerance of the diameter of the opening 11a of the center hole 11 is not particularly limited, but is preferably 0.03 mm or more and 0.1 mm or less.

そして、開口部11aの直径と止め栓20の直径とによって抜け荷重を制御可能であるが、止め栓20の直径において許容される誤差の最小寸法と、開口部11aの直径において許容される誤差の最大寸法との差を、0.02mm以上0.08mm以下とすることが好ましく、0.02mm以上0.05mm以下とすることがより好ましい。例えば、止め栓20の直径と開口部11aの直径とが共に6mmの場合であれば、止め栓20の直径の許容される誤差の最大寸法を+0.05mm、最小寸法を−0.01mmとし、開口部11aの直径の許容される誤差の最大寸法を+0.01mm、最小寸法を−0.02mmとすればよい。   The removal load can be controlled by the diameter of the opening portion 11a and the diameter of the stopper plug 20, but the minimum allowable error in the diameter of the stopper plug 20 and the error allowable in the diameter of the opening portion 11a. The difference from the maximum dimension is preferably 0.02 mm to 0.08 mm, and more preferably 0.02 mm to 0.05 mm. For example, if the diameter of the stopper plug 20 and the diameter of the opening 11a are both 6 mm, the maximum allowable error in the diameter of the stopper plug 20 is +0.05 mm and the minimum dimension is −0.01 mm. The maximum dimension of the allowable error of the diameter of the opening 11a may be +0.01 mm, and the minimum dimension may be −0.02 mm.

〔実施例〕
以下に実施例を示して、本発明をさらに詳細に説明する。表1に示すような鋼種の鋼板をプレス成形により加工して、図2に示すような形状の止め栓を製造した。比較例1の止め栓には焼入れを施したが、他の止め栓には何ら熱処理を施さなかった。得られた止め栓の表面硬さと、プレス成形後の破損の有無を表1に示す。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Steel plates of the steel types shown in Table 1 were processed by press forming to produce stopcocks having the shape shown in FIG. The stopcock of Comparative Example 1 was quenched, but no other heat treatment was applied to the other stopcocks. Table 1 shows the surface hardness of the resulting stopper and the presence or absence of damage after press molding.

Figure 0004911062
Figure 0004911062

比較例2の止め栓は、炭素の含有量が0.3質量%超過である鋼で構成されているため、プレス成形によって損傷が生じた。他の止め栓は、炭素の含有量が0.3質量%以下である鋼で構成されているため、損傷は生じなかった。
これらの止め栓をピニオンシャフトの軸方向端面に形成された孔の開口部に圧入し、抜け荷重を測定した。なお、孔(開口部)の直径の基準寸法は4.45mmであり、公差は表1に示す通りである。比較例1,4の場合は、孔の直径の公差が小さく0.03mm未満であるため、ピニオンシャフトに孔を加工する際に、孔開け加工の後に仕上げ加工が必要であった。他の場合は、孔の直径の公差が大きく0.03mm以上であるため、孔開け加工の後の仕上げ加工は不要であった。
The stopper plug of Comparative Example 2 was made of steel having a carbon content exceeding 0.3% by mass, and thus was damaged by press molding. The other stopcocks were made of steel having a carbon content of 0.3% by mass or less, so no damage occurred.
These stopper plugs were press-fitted into openings of holes formed in the axial end surface of the pinion shaft, and the unloading load was measured. The standard dimension of the diameter of the hole (opening) is 4.45 mm, and the tolerance is as shown in Table 1. In Comparative Examples 1 and 4, since the tolerance of the hole diameter is small and less than 0.03 mm, a finishing process is required after the drilling process when processing the hole in the pinion shaft. In other cases, since the tolerance of the diameter of the hole is large and 0.03 mm or more, the finishing process after the drilling process is unnecessary.

また、止め栓の直径の基準寸法は4.45mmであり、公差は、止め栓の直径において許容される誤差の最小寸法と、孔の直径において許容される誤差の最大寸法との差が、0.02mm以上0.05mm以下となるようにした。
抜け荷重の測定結果を表1に示す。実施例1〜4は、十分な抜け荷重を有していた。これに対して比較例3は、止め栓の表面硬さが低すぎるため強度不足となり、圧入時に大きく塑性変形して抜け荷重が低下したと思われる。また、比較例5は、孔の直径の公差が0.11mmと大きすぎるため、抜け荷重が低くなったと考えられる。
Further, the reference dimension of the stop plug diameter is 4.45 mm, and the tolerance is such that the difference between the minimum allowable error in the stop plug diameter and the maximum allowable error in the hole diameter is 0. 0.02 mm or more and 0.05 mm or less.
Table 1 shows the measurement results of the unloading load. Examples 1 to 4 had a sufficient drop load. On the other hand, in Comparative Example 3, the surface hardness of the stopper plug is too low, so that the strength is insufficient. Moreover, since the tolerance of the diameter of a hole is too large with 0.11 mm in the comparative example 5, it is thought that the drop load became low.

次に、ピニオンシャフトの孔開け加工や止め栓の製造を含めたピニオンシャフト全体の製造コストを比較した。結果を表1に示す。なお、表1の製造コストは、比較例1の製造コストを1とした場合の相対値で示してある。
比較例1は、止め栓に熱処理を施していることに加えて、孔の形成に2回の加工工程(孔開け加工及び仕上げ加工)を要しているため、製造コストが最も高かった。また、比較例4は、熱処理は行っていないが、孔の形成に2回の加工工程を要しているため、製造コストが高かった。
Next, the manufacturing cost of the entire pinion shaft including the drilling of the pinion shaft and the manufacture of the stopcock was compared. The results are shown in Table 1. In addition, the manufacturing cost of Table 1 is shown as a relative value when the manufacturing cost of Comparative Example 1 is 1.
In Comparative Example 1, in addition to the heat treatment being applied to the stopper plug, two manufacturing steps (drilling and finishing) were required to form the hole, and thus the manufacturing cost was the highest. Moreover, although the heat processing was not performed in the comparative example 4, since the process process of 2 times was required for formation of a hole, the manufacturing cost was high.

本発明の一実施形態であるピニオンシャフトを備える遊星歯車装置の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the planetary gear apparatus provided with the pinion shaft which is one Embodiment of this invention. ピニオンシャフトの断面図である。It is sectional drawing of a pinion shaft.

符号の説明Explanation of symbols

1 サンギヤ
2 リングギヤ
3 ピニオンギヤ
3a 中心孔
4 キャリヤ
5 ピニオンシャフト
5a 軸方向端面
5b 外周面
10 給油路
11 中心孔
11a 開口部
12 分岐孔
12a 開口部
13 分岐孔
13a 開口部
20 止め栓
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sun gear 2 Ring gear 3 Pinion gear 3a Center hole 4 Carrier 5 Pinion shaft 5a Axial direction end surface 5b Outer peripheral surface 10 Oil supply path 11 Center hole 11a Opening part 12 Branching hole 12a Opening part 13 Branching hole 13a Opening part 20 Stopper plug

Claims (2)

遊星歯車装置に使用され、同心に配されたサンギヤ及びリングギヤに噛み合うピニオンギヤの中心孔に挿通されて前記ピニオンギヤを回転自在に支持するピニオンシャフトであって、下記の4つの条件を満足することを特徴とするピニオンシャフト。
条件A:中心部分を軸方向に延びる中心孔が一端面に開口し、前記中心孔から分岐して径方向外方に延びる2つの分岐孔がそれぞれ外周面に開口している。
条件B:前記2つの分岐孔のうち一方は前記外周面の軸方向端部近傍に開口し、該開口部は前記中心孔内に潤滑油を導入する潤滑油導入口をなし、他方は前記外周面の軸方向略中央に開口し、該開口部は前記中心孔内の潤滑油を吐出する潤滑油吐出口をなす。
条件C:前記一端面に開口する前記中心孔の開口部は、断面略U字状又は断面略コ字状の略お椀型の止め栓が圧入されることにより塞がれている。
条件D:前記止め栓は、炭素の含有量が0.3質量%以下の鋼で構成されており、焼入れ硬化されておらず表面硬さHvが100以上300以下とされている。
A pinion shaft that is used in a planetary gear device and is inserted into a central hole of a pinion gear that meshes with a sun gear and a ring gear that are concentrically arranged to rotatably support the pinion gear, and satisfies the following four conditions: And pinion shaft.
Condition A: A central hole extending in the axial direction in the central portion opens at one end face, and two branch holes branched from the central hole and extending radially outward open at the outer peripheral surface.
Condition B: One of the two branch holes opens in the vicinity of the axial end of the outer peripheral surface, the opening forms a lubricating oil inlet for introducing lubricating oil into the central hole, and the other forms the outer periphery An opening is made in the approximate center of the surface in the axial direction, and the opening serves as a lubricant discharge port for discharging the lubricant in the center hole.
Condition C: The opening of the center hole that opens to the one end face is closed by press-fitting a generally bowl-shaped stopper plug having a substantially U-shaped section or a substantially U-shaped section.
Condition D: The stopper plug is made of steel having a carbon content of 0.3% by mass or less, is not quenched and hardened, and has a surface hardness Hv of 100 to 300.
前記中心孔の開口部の直径の公差が0.03mm以上0.1mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のピニオンシャフト。   The pinion shaft according to claim 1, wherein a tolerance of a diameter of an opening of the center hole is 0.03 mm or more and 0.1 mm or less.
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